輪胎吊行走定位糾偏及集卡對位防吊起系統的製作方法

2023-05-08 21:09:21 1

輪胎吊行走定位糾偏及集卡對位防吊起系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型輪胎吊行走定位糾偏及集卡對位防吊起系統通過在輪胎吊兩側兩個立柱之間下方側面中央略高於貨櫃卡車拖車板且低於一個箱高處各安裝一個雷射掃描儀，檢測貨櫃堆場上貨櫃側面和貨櫃之間縫隙，實現輪胎吊行走定位、在堆場內箱位位置定位、自動糾偏、防撞警報、集卡對位防吊起。本實用新型包含包含雷射掃描儀、貨櫃、計算機、警報器、箱位管理顯示器、顯示屏、防雨罩和起重機PLC。雷射掃描儀分別安裝在輪胎吊兩側兩個立柱之間下方側面中央朝內，雷射掃描儀所處高度應略高於貨櫃卡車拖車板且低於一個箱高。以堆場上貨櫃側面和貨櫃之間的縫隙作為參考。計算機安裝在電氣室。警報器安裝在輪胎吊駕駛室內。顯示屏安裝在輪胎吊兩側，處於與集卡駕駛室司機視線同一高度。
【專利說明】輪胎吊行走定位糾偏及集卡對位防吊起系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及用於貨櫃裝卸作業中貨櫃吊運，輪胎吊的定位、行走糾偏，貨櫃卡車對位及防吊起，尤其適合輪胎吊吊運貨櫃裝卸作業。

【背景技術】
[0002]目前，場地貨櫃輪胎吊行走糾偏和防撞的檢測手段包括GPS定位自動糾偏法，單點雷射測距儀結合反射板自動糾偏法，圖像處理糾偏，人工糾偏，但這些方法都各有缺點。CPS定位容易受到人為篡改數據導致數據出錯且需定期校正。單點雷射測距儀結合反射板自動糾偏法，則需要在一旁安裝長反射板，並不實用。圖像處理糾偏容易受天氣光線影響，穩定性不夠。輪胎吊司機調整車輪行走方向，即人工糾偏，這種方法精度低，容易造成司機疲勞。如今有GPS自動糾偏法，單點雷射測距儀結合反射板自動糾偏法。至於貨櫃卡車與輪胎吊吊具的對位依賴司機人工目測，當吊具下降接近貨櫃時，司機根據目測吊具與貨櫃的位置反覆移動集卡。此類方法降低裝卸速度。當輪胎吊吊起吊集卡平板車上的貨櫃時，集卡平板車鎖頭並未完全解鎖，會連帶將集卡平板車和集卡車頭吊起，造成安全事故。


【發明內容】

[0003]本實用新型通過在輪胎吊兩側兩個立柱之間下方側面中央略高於貨櫃卡車拖車板且低於一個箱高處各安裝一個雷射掃描儀，檢測貨櫃堆場上貨櫃側面和貨櫃之間的縫隙，實現輪胎吊行走定位、在堆場內箱位位置定位、自動糾偏、防撞警報、集卡對位防吊起。
[0004]本實用新型採用以下技術方案:雷射掃描儀、貨櫃、計算機、警報器、箱位管理顯示器(即駕駛室管理系統界面終端)，顯示屏，輪胎吊PLC，防雨罩。雷射掃描儀分別安裝在輪胎吊兩側兩個立柱之間下方側面中央朝內，雷射掃描儀所處高度應略高於貨櫃卡車拖車板且低於一個箱高。雷射掃描儀安裝在防雨罩內。以堆場上貨櫃側面和貨櫃之間的縫隙作為參考。計算機安裝在電氣室。警報器安裝在輪胎吊駕駛室內。顯示屏安裝在輪胎吊兩側，處於與集卡駕駛室司機視線同一高度。雷射掃描儀、警報器、箱位管理顯示器、顯示屏均與計算機相連。計算機與輪胎吊PLC相連，參與輪胎吊行走控制。
[0005]值得注意，雷射掃描儀的安裝位置角度不同，都會有不同的技術效果，會導致計算機數據處理的複雜度、參考點的選取和設定等技術參數不同，最終實現的功能不同。
[0006]在輪胎吊行進過程中，兩個雷射掃描儀同時對貨櫃堆場上貨櫃側面和貨櫃之間縫隙掃描測距，以堆場上堆放的貨櫃位置和縫隙作為參考。若輪胎吊偏離行車車道，雷射掃描儀所測的貨櫃堆場上貨櫃側面到雷射掃描儀的距離會變大或變小，計算機分析數據，可預判輪胎吊在預見範圍內若不糾偏繼續行走的偏離距離。計算機發出糾偏信號給輪胎吊PLC，參與輪胎吊行走控制，把偏離距離控制在可容忍範圍內。
[0007]當輪胎吊到達所工作貨櫃列附近時，兩個雷射掃描儀同時對工作貨櫃列的貨櫃側面和貨櫃與貨櫃之間縫隙掃描測距。若相鄰貨櫃有空缺(即沒有縫隙)，則以工作貨櫃列左或右面為參考。因雷射掃描儀分別安裝在輪胎吊兩側兩個立柱之間下方側面中央，以掃描儀掃描範圍中央線為基準線，與輪胎吊所工作貨櫃列的貨櫃中間對齊，即可實現輪胎吊與工作貨櫃列對準。
[0008]當輪胎吊到達工作貨櫃列，司機通過箱位管理顯示器得知當前所在貝位數，按下確定鍵，計算機記憶當前貝位。或通過吊具開閉鎖信號確認提供當前所在貝位數，可免去司機人工確認。以當前貝位數據即作為原點，當輪胎吊繼續往前或往後運動時，計算機結合雷射掃描儀的檢測數據和輪胎吊編碼器所提供的行走距離信息，即可知道輪胎吊行進方向和距離，推算出輪胎吊在行進過程中的貝位數和下一個停車貝位數，獲取輪胎吊在堆場內的定位。該工作方法可取代GPS定位糾偏。
[0009]當重載集卡進入車道，雷射掃描儀可以檢測到集卡上的貨櫃，計算機分析雷射掃描儀的測量數據，與計算機存儲器內的吊具基準起吊位置信息進行比較，判定集卡位置，同時把集卡向前、向後或停的信息和集卡上貨櫃偏離輪胎吊吊具起吊點距離顯示在顯示屏上。
[0010]輪胎吊吊起集卡上貨櫃，若集卡平板車上的鎖頭未完全旋轉打開，仍勾住貨櫃鎖孔，平板車會被貨櫃帶起。因掃描儀的安裝高度僅略高於集卡平板車，所以當平板車被帶起時，掃描儀可以及時檢測到貨櫃下面有物體，計算機即可發出警報信號給警報器，並發出停止起吊信號給輪胎吊PLC。
[0011]為了得到更精確的位置和實現輪胎吊定位和糾偏，可以額外在輪胎吊上安裝GPS，作為本實用新型定位糾偏功能的輔助。
[0012]由於採用上述技術方案，本實用新型的有益效果是:實現輪胎吊行走定位，自動糾偏，消除安全隱患，輔助集卡司機對位，減輕司機疲勞，有效提高場地貨櫃輪胎吊的吊運貨櫃裝卸效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]附圖1輪胎吊行走定位糾偏及集卡對位防吊起原理示意圖
[0014]附圖2輪胎吊行走定位糾偏及集卡對位防吊起安裝俯視圖
[0015]附圖3集卡對位防吊起示意圖
[0016]附圖4雷射掃描儀掃描情況示意圖(輪胎吊正常行走)
[0017]附圖5圖4的幾何坐標圖
[0018]附圖6雷射掃描儀掃描情況示意圖(輪胎吊偏離軌道)
[0019]附圖7圖6的幾何坐標圖
[0020]附圖中主要部件的符號說明:
[0021](I)計算機(7)雷射掃描線
[0022](2)雷射掃描儀(防雨罩內)(8)貨櫃
[0023](3)箱位管理顯示器(9)輪胎吊
[0024](4)警報器(10)小車
[0025](5)輪胎吊 PLC(11)吊具
[0026](6)顯示屏(12)貨櫃卡車

【具體實施方式】
[0027]如圖1所示，雷射掃描儀(2)、箱位管理顯示器(3)、警報器(4)、輪胎吊PLC(5)、顯示屏(6)均和計算機(I)相連。警報器(4)可通過聲音或者聲光結合或其他方式對輪胎吊司機進行警報。
[0028]如圖2所示，在輪胎吊(9)行進過程中，兩個雷射掃描儀(2)同時對貨櫃堆場上貨櫃(8)側面和貨櫃(8)與貨櫃(8)之間縫隙掃描測距，以堆場上堆放的貨櫃(8)位置和縫隙作為參考。若輪胎吊(9)偏離行車車道，雷射掃描儀(2)所測的貨櫃堆場上貨櫃⑶側面到雷射掃描儀(2)的距離會變大或變小，計算機(I)分析數據，可預判輪胎吊(9)在預見範圍內若不糾偏繼續行走的偏離距離。計算機(I)發出糾偏信號給輪胎吊PLC (5)，參與輪胎吊(9)行走控制，把偏離距離控制在可容忍範圍內。
[0029]當輪胎吊(9)到達所工作貨櫃列附近時，兩個雷射掃描儀(2)同時對工作貨櫃列的貨櫃⑶側面和貨櫃⑶與貨櫃⑶之間縫隙掃描測距。若相鄰貨櫃(8)有空缺(即沒有縫隙)，則以工作貨櫃列左或右面為參考。因雷射掃描儀(2)分別安裝在輪胎吊(9)兩側兩個立柱之間下方側面中央，以掃描儀掃描範圍中央線為基準線，對比貨櫃⑶寬度，與輪胎吊(9)所工作貨櫃列的貨櫃⑶中間對齊，即可實現輪胎吊(9)與工作貨櫃列對準。
[0030]當輪胎吊(9)到達工作貨櫃列，司機通過箱位管理顯示器(3)得知當前所在貝位數，按下確定鍵，計算機(I)記憶當前貝位。或通過吊具(11)開閉鎖信號確認提供當前所在貝位數，可免去司機人工確認。以當前貝位數即作為原點，當輪胎吊(9)繼續往前或往後運動時，計算機⑴結合雷射掃描儀⑵的檢測數據和輪胎吊(9)編碼器所提供的行走距離信息，即可知道輪胎吊(9)行進方向和距離，推算出輪胎吊(9)在行進過程中的貝位數和下一個停車貝位數，獲取輪胎吊(9)在堆場內的定位。
[0031]如圖3所示，當重載貨櫃卡車(12)進入車道，雷射掃描儀(2)可以檢測到貨櫃卡車(12)上的貨櫃，計算機⑴分析雷射掃描儀(2)的測量數據，與計算機⑴存儲器內的吊具(11)基準起吊位置信息進行比較，判定貨櫃卡車(12)位置，同時把貨櫃卡車(12)向前、向後或停的信息和貨櫃卡車(12)上貨櫃偏離輪胎吊(9)吊具(11)起吊點距離顯示在顯示屏(6)上。
[0032]輪胎吊(9)吊起貨櫃卡車(12)上貨櫃，若貨櫃卡車(12)平板車上的鎖頭未完全旋轉打開，仍勾住貨櫃鎖孔，平板車會被貨櫃帶起。雷射掃描儀(2)可以及時檢測到貨櫃下面有物體，計算機(I)即可發出警報信號給警報器(4)，並發出停止起吊信號給輪胎吊PLC (5)。
[0033]圖4和圖5顯示輪胎吊(9)正常行駛過程的數據分析方法。圖4是雷射掃描儀
(2)的掃描情況示意圖，圖5是圖4所述情況的相應幾何坐標圖。
[0034]圖4中O』是雷射掃描儀(2)掃描範圍的中間線與堆場內貨櫃(8)的交點。圖5中O點(即坐標原點)與圖4中雷射掃描儀(2)對應。以00』為中軸，向正負方向取α、β作為分析角度。Α，Α』，B, B』為雷射掃描儀(2)掃描線與堆場貨櫃(8)的交點。若所選取的分析角度恰好檢測到堆場貨櫃(8)之間的縫隙，如Α』點，為了簡化分析，可捨棄分析角α。當輪胎吊(9)正常行駛，無偏離軌道的情況下，b = b』。
[0035]以上分析應結合實際情況，考慮結合誤差分析、選取多個分析角度、取平均值等方法。
[0036]圖6和圖7顯示輪胎吊(9)偏離軌道行駛過程的數據分析方法。圖6是雷射掃描儀⑵的掃描情況示意圖，圖7是圖6所述情況的相應幾何坐標圖。
[0037]B是雷射掃描儀⑵掃描範圍的中間線與堆場內貨櫃⑶的交點。圖7中O點(即坐標原點)與圖6中雷射掃描儀(2)對應。β是輪胎吊(9)偏移角。以OB為中軸，向正負方向取α作為分析角度。Α，Α』為雷射掃描儀(2)掃描線與堆場貨櫃(8)的交點。若所選取的分析角度恰好檢測到堆場貨櫃(8)之間的縫隙(圖中未示出)，為了簡化分析，可捨棄該分析角，重新選取。根據圖7，結合相關幾何知識，可知:
OO'OO'
[0038]cos(a + /?) =- cos(a - β)=-
α?
[0039]a cos ( a + β ) = a' cos ( a - β )
[0040]tan =————可得 β

(a + a')tana
[0041]輪胎吊(9)偏移角β求出，即可預判輪胎吊(9)在預見範圍內若不糾偏繼續行走的偏離距離:
[0042]偏離距離=行駛距離Xsin3
[0043]以上分析應結合實際情況，考慮結合誤差分析、選取多個分析角度、取平均值等方法。
[0044]本【技術領域】中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而並非作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落入本實用新型權利要求書的範圍內。
【權利要求】
1.輪胎吊行走定位糾偏及集卡對位防吊起系統，雷射掃描儀、警報器、箱位管理顯示器、顯示屏、輪胎吊PLC均與計算機相連，所述雷射掃描儀安裝在防雨罩內，其特徵在於:以堆場和集卡上的貨櫃為參考，所述雷射掃描儀同時對堆場上所述貨櫃側面和所述貨櫃之間縫隙以及集卡上的貨櫃掃描測距，所述計算機分析所得測量數據，發送信號給所述輪胎吊PLC和所述顯示屏。
2.如權利要求1所述的輪胎吊行走定位糾偏及集卡對位防吊起系統，其特徵在於:所述雷射掃描儀分別安裝在輪胎吊兩側兩個立柱之間下方側面中央朝內，所處高度應略高於貨櫃卡車拖車板且低於一個箱高；所述計算機安裝在電氣室，所述警報器安裝在輪胎吊駕駛室內，所述顯示屏安裝在輪胎吊兩側，處於與集卡駕駛室司機視線同一高度。
【文檔編號】B66C13/46GK203976241SQ201420312848
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月12日 優先權日:2014年6月12日
【發明者】陸榮國, 周豔華, 劉濤, 孫金餘, 張慶明, 馬楚鴻, 黃愛平, 陸明路, 王辰 申請人:上海海鐳雷射科技有限公司